本发明属于辐射探测及X射线成像技术领域，具体涉及一种镁铊共掺杂零维钙钛矿卤化物闪烁单晶及其制备方法和应用。针对Cs3Cu2I5:Tl系列晶体中Tl束缚激子在室温下的发射效率低的的问题，本发明提供一种镁铊共掺杂零维钙钛矿卤化物闪烁单晶，其化学通式为(Cs1‑x‑y‑zTlxMgyAz)3(Cu1‑mBm)2(I1‑nXn)5；其中：A=Na、K、Rb的中的至少一种；B=Ag、Li、Au中的至少一种；X=Cl和Br中的至少一种；且0＜x＜1、0＜y≤0.02、0≤z＜1、0＜x+y+z＜1、0≤m≤1、0≤n≤1。本发明极大提高了晶体在稳态X射线辐照下的光产额。